Информация Автоматизация системы дозировки смеси для линии по изготовлению гипсокартонных листов
Автоматизация системы дозировки смеси для линии по изготовлению гипсокартонных листов
Введение
Основой любого производства является промышленное оборудование. Качество его работы определяет в конечном счете эффективность и конкурентоспособность предприятия. Важной современной особенностью состояния технологического парка предприятий является моральный и физический износ систем управления оборудованием задолго до физического износа самого оборудования, что не позволяет производить продукцию требуемого сейчас уровня качества.
Решением данной проблемы является либо полная замена существующего оборудования, что требует значительных капиталовложений, либо замена системы управления с одновременным ремонтом или модернизацией существующего оборудования. Второй вариант позволяет повысить качество выпускаемой продукции без лишних материальных затрат в более короткие сроки.
Система дозировки смеси для линии по изготовлению гипсокартонных листов
Цель проекта:
Обеспечение соблюдения пропорции вода-гипс с учетом технологического рецепта, скорости конвейера и толщины листа, исключить ручной труд.
Описание технологического процесса
Линия по изготовлению гипсокартонных листов включает в себя: систему дозирования, смешивания, шесть ленточных конвейеров, опрокидыватель, ножницы, подъёмный мост, шестиярусную сушильную камеру, укладчик листов.
Компоненты системы дозирования:
Ленточный весовой дозатор. Для ленточного весового дозатора система автоматики выполнена с применением частотного преобразователя Micromaster 440, датчиков взвешивания Siwarex и электронного модуля Siwarex М.
– Питатель сыпучих материалов с преобразователем Micromaster 420.
– Дозатор жидкости, который состоит из клапана с электрическим приводом.
– Устройство перемешивания.
– Ленточный конвейер с электрическим приводом от Micromaster 440.
– Скребковый транспортёр с электрическим приводом.
– Ножницы с электрическим приводом Micromaster 440.
Контроллер SIMATIC S7 300 обеспечивает управления всеми узлами, поддерживает заданную производительность линии и обеспечивает заданные пропорции, а также передаёт всю информацию на MP 270В.
Решение и характеристики системы автоматизации
центральный процессор SIMATIC S7 300
64 входа, 32 выхода
Сроки реализации проекта
срок реализации: 28 суток
Экономический эффект от внедрения системы
Внедренная система автоматизации позволила увеличить скорость движения конвейера с 8м/мин до 20м/мин, улучшить качество смеси, снизить расход гипса и добавок. [1]
Датчик взвешивания
Датчик взвешивания — это конвертер, который преобразовывает обычную механическую силу в электрические показания. Преобразование происходит в два этапа: вначале балка, или датчик нагрузки, прогибается под воздействием механической силы, потом тензорезистор преобразовывает эту силу в электрические сигналы.
Датчик взвешивания обычно состоит из четырёх тензометрических датчиков, соединенных в мост Уитстона, но есть и схемы, состоящие из одного или двух тензометрических датчиков. На выходе, электрический сигнал не мощнее нескольких миливольт, по этому необходимо усилить сигнал, с помощью соответствующего усилителя, чтобы этот сигнал можно было использовать в показаниях. Выходной сигнал преобразователя потом обрабатывается специальным алгоритмом, чтобы определить мощность влияющую на датчик.
SIWAREX представляет собой семейство измерительных датчиков (Сертификат ГОССТАНДАРТа России № 1421, зарегистрирован в Государственном реестре под № 15975-97), которые осуществляют преобразование механических величин (веса) в пропорциональный электрический сигнал.
Ячейка изгибной стержень/траверс (Конструктивный ряд ВВ)
Номинальная нагрузка 500 kg ; 1 ; 2 ; 5 t
• Номинальные показатели 2 mV/V
• NMI/PTB-допуск по OIML R60, до 3000d
• NMI/PTB-допуск использования в Ex-области (EEx ib IIC T6)
• Исполнение из высококачественной стали
• Высокий класс защиты IP 66/68
• Небольшая габаритная высота
Для применения в ковшовых, платформенных, палетных и гибридных весах
Торсионная ячейка (конструктивный ряд RN)
Номинальная нагрузка 60 ; 130 ; 280 ; 500 kg ; 1 ; 2 ; 3,5; 5; 10; 13; 28; 60 t
• Номинальный показатель1 или 2 mV/V
• NMI/PTB-допуск по OIML R60, до 3000d
• NMI/PTB-допуск для использования в Ex-области (EEx ib IIC T6)
• Исполнение из высококачественной стали
• Высокий класс защиты IP 66/68
• Встроенная защита от перегрузок
• Небольшая габаритная высота
Для использования в ковшовых и платформенных весах
Ячейка измерения силы давления (Конструктивный ряд K)
• Номинальная нагрузка 2,8; 6; 13; 28; 60; 130; 280 t
• Номинальная величина1,5 mV/V
• Класс точности 0,1 / 0,2 %
• Класс защиты IP 65
• Компактные габариты
Для бункерных, торпедо- и вагонных весов.
Датчик силы давления (Конструктивный ряд CC)
• Номинальные нагрузки 10; 25; 40; 60; 100 t
• Номинальные показатели 2 mV/V
• NMI/PTB-допуск по OIML R60, до 3000d, (для ном.нагрузок 10 - 60 t)
• NMI/PTB-допуск для для использования в Ex-области (поставляется как EEx ib IIC T6, также как вариант EEx d)
• Высококачественная сталь
• Высокий класс защиты IP 66/68
• Малые габариты
Для использования в ковшовых, автомобильных и вагонных весах [2]
Электронный модуль Siwarex М
SIWAREX M представляет собой универсальный модуль управления системами взвешивания и дозирования, имеющий Сертификат ГОССТАНДАРТа России № 1422 (зарегистрирован в Государственном реестре под № 15976-97). Модуль SIWAREX M может использоваться в качестве системы управлениями весами уровня, однокомпонентными или многокомпонентными весами, а также системами состоящими из нескольких установок взвешивания и дозирования.
Уже в базовой конфигурации SIWAREX M предлагает такие важные функции как:
• Установка на ноль и тарировка весов
• Автоматический контроль нулевой точки
• Генерация сообщения о стабилизации положения весов
• Контроль граничных значений (минимум/ максимум/пусто/перегрузка)
• Управление вентилями дозировочной системы (режимы грубого и точного дозирования)
• Контроль точности дозирования
Возможность использования совместно с SIWAREX M стандартных компонентов из спектра продуктов SIMATIC позволяет находить оптимальные комбинации программно-аппаратного обеспечения для решения каждой конкретной производственной задачи автоматизации. SIWAREX M может работать автономно или интегрироваться в качестве интеллектуального модуля в контроллеры SIMATIC S7-300, или работать как устройство децентрализованной периферии под управлением контроллеров SIMATIC S5-115U/135U/155U и SIMATIC S7-300/400 или ПК.
Модуль SIWAREX M совершенно независимо от контроллера может управлять всеми исполнительными механизмами системы дозирования. Непосредственное управление клапанами дозировочной системы модулем SIWAREX M позволяет добиться оптимальной точности дозирования. SIWAREX M может применяться также в зонах с повышенной взрывоопасностью.
Параметрирование модуля SIWAREX M производится с помощью пакета программирования STEP 7 или пакета параметрирования SIWATOOL под ОС Windows. Наряду с двумя последовательными интерфейсами (TTY и RS232C) система дозирования и взвешивания SIWAREX M оборудована 4 цифровыми выходами, 3 цифровыми входами и одним аналоговым выходом. Функции входов и выходов могут быть определены программно в зависимости от стоящей перед пользователем задачи. Текущие состояния входов/выходов, а также режим работы модуля отображаются светодиодами. К обоим последовательным интерфейсам могут быть подключены:
• панель визуализации и обслуживания
• принтер
• ПК (для параметрирования и ввода в эксплуатацию)
• вычислительная система (ПК или ПЛК)
Система SIWAREX M позволяет осуществлять поверку и калибровку управляемой ею установки взвешивания и дозирования. Юстировочные данные могут быть защищены от изменений с помощью специальных микропереключателей. Опечатывание микропереключателя дает возможность защитить систему взвешивания от несанкционированной перекалибровки.
MICROMASTER 440
Привода с высокими динамическими показателями
MICROMASTER 440 был специально разработан для решения сложных функциональных задач с высокими требованиями к динамике. Система векторного управления обеспечивает высокое качество работы привода даже при резких изменениях нагрузки. С помощью быстрых входов и функции точного останова возможно точное позиционирование без использования энкодера. Благодаря интегрированному тормозному резистору, привод работает с высокой точностью даже во время торможения и в режимах резкого замедления скорости. Все это возможно в диапазоне мощностей от 0.12 кВт до 250 кВт.
Типовое применение
Множественное применение в области управления технологическими процессами: текстильная индустрия, подъемно-транспортная техника, машиностроение, пищевая, табачная и алкогольная промышленность.
MICROMASTER 440 – Технические данные:
Диапазон напряжений и мощностей:
200–240В, ±10%, 1 AC, от 0.12 до 3 кВт
200–240В, ±10%, 3 AC, от 0.12 до 45 кВт
380–480В,±10%, 3 AC, от 0.37 до 250 кВт
500–600В, ± 10%, 3 AC, от 0.75 до 90 кВт
Рабочая температура:
от 0.12 до 75 кВт(CT):от –10°C до +50 °C
от 90 до 200 кВт (CT): от 0 °C до +40 °C
Тип управления:
Встроенный PID регулятор (автонастройка), Векторное управление, Поддержание потока двигателя постоянным (FCC), Скалярное управление, Параметрируемая U/f характеристика
Входа: 6 цифровых входов, 2 аналоговых входа, 1 PTC/KTY вход
Выхода: 2 релейных выхода, 2 аналоговых выхода
Интеграция в системы автоматизации:
Идеальный вариант для интеграции в системы автоматизации начиная с SIMATIC S7-200 до системы Комплексной Автоматизации (TIA) с SIMATIC и SIMOTION
[3]
MICROMASTER 420
Универсальный преобразователь для любой задачи
MICROMASTER 420 - универсальным инвертор для работы с 3-х фазными сетями и дополнительными полевыми шинами. Благодаря модульной конструкции, стандартные функции могут быть дополнены выбором из широкого набора опций. Панели оператора и коммуникационные модули могут быть просто подключены к приводу без каких либо инструментов. Подключение к клеммам управления осуществляется с помощью безвинтовых креплений.
Типовое применение
Конвейерные системы, насосы, вентиляторы, подъемно-транспортная техника, машиностроение.
MICROMASTER 420 – Технические данные: Диапазон напряжений и мощностей:
200–240В, ±10%, 1 AC, от 0.12 до 3.0 кВт
200–240В, ±10%, 3 AC, от 0.12 до 5.5 кВт
380–480В, ±10%, 3 AC, от 0.37 до 11 кВт
Рабочая температура: от –10 °C до +50 °C
Тип управления:
Встроенный PI регулятор. Скалярное управление, Параметрируемая U/f характеристика
Входа: 3 цифровых входа, 1 аналоговый вход
Выхода: 1 релейный выход
Интеграция в системы автоматизации:
Идеальный вариант для интеграции в системы автоматизации начиная с SIMATIC S7-200 до системы Комплексной Автоматизации (TIA) с SIMATIC и SIMOTION
[4]
SIMATIC S7-300
SIMATIC S7-300 – это модульные программируемые контроллеры, работающие с естественным охлаждением. Модульная конструкция, возможность построения распределенных структур управления, наличие дружественного пользователю интерфейса позволяют использовать контроллер для экономичного решения широкого круга задач автоматического управления в различных областях промышленного производства.
Основными областями применения контроллеров SIMATIC S7-300 являются:
– системы управления машинами специального назначения,
– системы управления общего назначения,
– системы автоматического регулирования,
– автоматизированные измерительные установки,
– системы управления электротехнического производства и другие.
Эффективному применению контроллеров способствует возможность использования нескольких типов центральных процессоров различной производительности, наличие широкой гаммы модулей ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, функциональных модулей и коммуникационных процессоров.
S7-300 позволяет разработать индивидуальное решение для экстремально быстрых процессов и задач содержащих обработку данных высокая вычислительная мощность, полный набор команд, MPI - интерфейс и возможность подключения к сети делают S7-300 чрезвычайно мощной микроконтроллерной системой
интегрированные функции диагностики
простота в подключении
модульный принцип построения системы дает неограниченные возможности монтажа
быстрая обработка отдельных команд существенно уменьшает время цикла программы
с помощью различных модулей и 8 различных процессоров, можно найти наилучшее решение для любой задачи автоматизации
возможность использования HMI, STEP 7 и дополнительных средств инжиниринга делают S7-300 универсальным контроллером
новая серия SIMATIC с расширенным диапазоном температур применения делает возможным монтаж не только в закрытом помещении небольшие размеры модулей обеспечивают компактность системы
Описание:
1.Источник питания
2.Буферная батарея
3.Гнездо для подключения DC 24V
4.Переключатель функций
5.Индикаторы статуса
6.Карта памяти
7.Гнездо подключения MPI
8.Фронтштекер
Технические характеристики CPU SIMATIC S7-300:
Мультипанель SIMATIC MP 270B
Мультипанели (MP) могут использоваться в точности так же, как операторские панели, для управления и контроля агрегатов по месту
Их функции могут расширяться за счет установки дополнительных приложений Windows CE (опции для мультипанелей)
SIMATIC MP 270B работают на базе Windows CE и совмещают прочность операторских панелей с гибкостью ПК
Графический цветной 10.4″ TFT-дисплей (256 цветов)
MP 270B клавиатурная:
38 системных клавиш, 36 свободно программируемых надписываемых функциональных клавиш (28 со светодиодами)
MP 270B сенсорная:
сенсорный экран (аналого-резистивный)
Встроенные интерфейсы MPI, PROFIBUS DP, USB, Ethernet, последовательный и т.д.
Особенности
Является составной частью концепции полностью интегрированной автоматизации (Totally Integrated Automation, TIA) Повышает производительность, минимизирует издержки на инжиниринг, снижает затраты жизненного цикла
Опции модульных расширений мультипанелей ThinClient/MP для применения в качестве терминального сервера MS Pocket Internet Explorer (входит в комплект поставки)
Снижает стоимость обслуживания и начальные затраты за счет:
Резервного копирования/восстановления по Ethernet (TCP/IP), USB, карте PC/CF, MPI, PROFIBUS DP, RS 232 (последовательный)
Удаленной загрузки и выгрузки прикладного и системного ПО
Возможности загрузки специализированных драйверов
Длинного жизненного цикла лампы задней подсветки
Графическая библиотека укомплектованная готовыми к использованию объектами отображения
Возможность использования по всему миру:
выбор из 32 языков (включая азиатские и кириллические) до 5 динамически переключаемых языков
Стандартные аппаратные и программные интерфейсы для повышения гибкости:
слот PC/CF- карт для расширения памяти,
резервирование/восстановление или дополнительные интерфейсы Ethernet (TCP/IP) для централизованного управления данными и проектами
Стандартный формат Windows (CSV) для хранения архивов и рецептур делает возможным дальнейшую обработку с помощью стандартных инструментальных средств (например, MS Excel)
Область применения
Сенсорная мультипанель SIMATIC MP 270B может использоваться во всех случаях, когда операторский контроль и управление агрегатом или установкой должны производиться по месту – в промышленной автоматизации, автоматизации обслуживания зданий и прочих применениях. Они используются в широком спектре отраслей и задач, кроме того, область их применения может расширяться за счет специальных опций, таких как отображение HTML-документов в MS Pocket Internet Explorer.
Windows CE предоставляет все необходимое для работы в жестких промышленных условиях. Отсутствие жесткого диска и вентилятора обеспечивает возможность применения в приложениях, накладывающих жесткие ограничения на работу ПК в силу высоких показателей вибрации или запыленности. Короткое время старта определяет высокую готовность мультипанелей к работе.
Конфигурирование
Программирование производится с помощью ПО проектирования SIMATIC ProTool or SIMATIC ProTool/Pro Configuration версии 6.0 и выше (см. “ПО конфигурирования” или “ПО визуализации”)
Опции для мультипанелей
SIMATIC ProAgent/MP Предназначен для узконаправленной и быстрой диагностики сбоев процесса для агрегатов и установок для SIMATIC S7 и SIMATIC HMI (см. ПО HMI/Диагностическое ПО SIMATIC ProAgent). SIMATIC ThinClient/MP
Предназначен для использования сенсорных вариантов мультипанелей в качестве клиентского терминала MS Windows (см. Опции для мультипанелей/SIMATIC ThinClient/MP).
Схема подключения
Урлин С.П.
